La réparation des batteries de traction
TRIBUNE - Tous les véhicules à énergie électrique (EV, HEV, PHEV et H2) embarquent un dispositif de stockage, appelé batterie de traction. Celle-ci peut présenter des défaillances au cours de sa vie. Pour Cesvi France, la réparation de ces batteries a du sens.
Les interventions hors tension et sous tension ne nécessitent pas le même niveau d'habilitation. ©VW
Au cours de sa vie, une batterie de traction subit plusieurs contraintes qui peuvent engendrer des défaillances techniques majeures ou mineures. Ces défaillances sont souvent liées à l'usure de ses éléments ou de ses cellules, un phénomène très connu sur les accumulateurs électriques, quelle que soit leur technologie. Mais d'autres causes peuvent être à l'origine de pannes. Une batterie de traction est constituée de quatre grandes parties qui peuvent faire l'objet de divers phénomènes :
- La partie chimique (les éléments ou les cellules)
- La chaleur (les charges rapides, l'utilisation intensive, phénomènes météorologiques).
Risque de décomposition des éléments, risque d'incendie, etc.
- Le cyclage (usure, grande quantité de décharge et de recharge).
Dégradation des performances, augmentation du temps de charge et diminution de l'autonomie, etc.
- La décharge profonde (non-utilisation, stockage longue durée, mauvaises conditions de stockage).
Corrosion interne, augmentation de la résistance interne, impossibilité de recharger, risque d'incendie à la recharge, etc.
- La surcharge (charge inappropriée, mauvaise manipulation, problème lié à l'électronique de gestion batterie BMS).
Création de vapeur d'électrolyte pouvant engendrer une surpression interne aux éléments ou cellules, des fumées nocives ou encore un incendie…
- La partie gestion électronique – fonctionnement et sécurité (les calculateurs BMS et composants électroniques)
- L'anomalie électronique interne, la surintensité/surtension, la mauvaise manipulation lors d'un diagnostic poussé.
Anomalie électronique allant jusqu'à la mise en panne du pack batterie, etc.
- La partie électromécanique (les relais et les contacteurs)
- Le charbonnage de la partie puissance, la défaillance de la partie commande.
Impossibilité de "réveiller" le pack batterie, circuit de puissance toujours actif (apparition de défauts)…
- La partie "hardware" (les carters, les renforts, les éléments de fixation, etc.)
- Les impacts sur les carters, les fissures, les rayures profondes, etc.
Défaut d'étanchéité, entrée d'eau, corrosion des composants internes, courts-circuits…
Les limites de la réparation des batteries
Pour l'heure, réparer des batteries de traction n'est pas une science exacte, car des paramètres peuvent être bloquants. Parmi eux, nous retrouvons les préconisations constructeurs, mais surtout l'indisponibilité des pièces de rechange sur un schéma de distribution classique.
Du côté des préconisations, les constructeurs indiquent généralement que les batteries ne sont pas réparables ni réutilisables si :
- le véhicule a subi un choc entraînant la déformation, la fissure ou la cassure des carters de batterie ;
- les connecteurs sont endommagés ;
- il y a dégagement de fumées ;
- il y a fuite d'électrolyte ;
- la vérification d'absence de tension est impossible ou ambiguë.
D'autres constructeurs ont des préconisations plus strictes, et indiquent que les batteries ne sont pas réparables ni réutilisables si :
- le véhicule et/ou la batterie sont immergés ;
- le véhicule est incendié ;
- un ou plusieurs éléments pyrotechniques sont déclenchés ;
- des dégâts sur la structure du véhicule sont constatés ;
- le véhicule a fait des tonneaux ;
- il est impossible de communiquer avec le calculateur de la batterie de traction (BMS).
Donc, à chaque sinistre, il sera indispensable de vérifier l'existence d'une éventuelle note technique du constructeur afin de connaître le traitement de la batterie de traction. Pour ce qui est de la disponibilité des pièces de rechange, la situation est très aléatoire. Certains constructeurs proposent la fourniture de pièces détachées (à l'instar de Volvo et Mitsubishi), d'autres fournissent uniquement la batterie complète. En outre, des agréments constructeurs reposant sur un suivi de formation risquent d'être nécessaires pour accéder à certaines pièces. Difficile d'établir une règle…
La réparation des batteries dans les grandes lignes
Lorsque la batterie d'un véhicule à énergie électrique embarquée présente une défaillance technique (panne, autonomie réduite ou message d'erreur lié à la batterie), un diagnostic doit être effectué. Pour cela, un outil de diagnostic générique ou spécialisé peut être requis pour identifier l'origine de la défaillance.
En communication avec le BMS (battery management system, le calculateur de gestion d'une batterie de traction), il est possible d'obtenir une grande quantité de paramètres liés à son fonctionnement. Parmi ces informations, nous retrouvons la tension de chaque cellule, la température des modules, l'état de santé (SOH) et l'état de charge (SOC) de la batterie, etc.
En fonction de l'outil de diagnostic utilisé, il est possible de communiquer avec le BMS de deux manières. Soit en connectant l'outil à la prise de diagnostic OBD, soit en connexion directe (dite en "Pinout") sur les Pins (broches) de branchement qui relient la batterie au réseau électronique du véhicule. Lorsque la défaillance est identifiée, si elle concerne un composant interne de la batterie (module, relais, BMS, etc.), son remplacement devra se faire avec des pièces de rechange conformes à l'origine provenant soit du constructeur, soit du réemploi.
Les interventions sur batteries de traction
On distingue deux types d'opérations sur les batteries de traction. Il y a, tout d'abord, les interventions hors tension : la déconnexion/connexion (si bornes IP2X), la dépose/repose, le remplacement de composants non présents sur le circuit de puissance (relais, calculateurs, etc.), la manipulation (si bornes IP2X), etc.
Pour ces interventions, les techniciens seront, en général, B2VL. Autre type d'opérations, celles réalisées sous tension : la déconnexion/ connexion (si bornes non IP2X), des contrôles (mesurages, résistances, etc.), le remplacement d'éléments/modules ou composants, etc. Pour effectuer ces prestations, le technicien devra être en possession de l'habilitation B2TL. Il ne doit travailler sous tension que s'il est techniquement impossible de travailler hors tension, ou si la mise hors tension rend dangereuse l'opération en question.
Descriptif de la formation B2TL
Depuis le 1er janvier 2023, nous sommes en possession d'un précieux agrément délivré par l'organisme régissant les formations pour les travaux sous tension sur les installations électriques, nommé l'ORG TST-IE. Cet agrément nous permet d'animer des formations en TST (travaux sous tension) dans le domaine des véhicules à énergie électrique embarquée.
La formation a pour objectif de préparer nos stagiaires à l'habilitation pour les travaux sous tension, afin d'intervenir sur les batteries de traction des véhicules. Les opérations sous tension étant risquées, un certain nombre de prérequis sont nécessaires :
- avoir 18 ans ;
- avoir été formé et habilité pour des opérations des domaines telles que les opérations hors tension selon les prescriptions de la norme NF C 18-550 ;
- avoir une formation initiale ou continue en électrotechnique ;
- savoir différencier les grandeurs électriques (intensité, tension…) ;
- savoir effectuer un mesurage à l'aide d'un multimètre ;
- savoir effectuer un serrage au couple ;
- pour les opérations de pose et de dépose de packs batteries : une expérience professionnelle d'au moins six mois dans l'activité de la maintenance ou de la réparation ou de la fin de vie du véhicule ou de l'engin ;
- pour les opérations de dépannage sur les packs batteries : une expérience professionnelle de six mois minimum dans le domaine des travaux électriques hors tension.
Un contrôle des prérequis est fait en début de formation (QCM + tests pratiques). Cette formation se déroule en 21 heures dans notre site de Jaunay-Marigny (86). Contrairement aux autres formations d'habilitation, les équipements de protection individuelle (EPI) ne sont pas mis à disposition.
Lors de cette formation, les parties théorique et pratique sont réparties à hauteur de 50 % chacune, et le nombre de stagiaires est limité à 4 maximum. Les travaux pratiques en atelier sont effectués sur des batteries de traction (lithium-ion et Ni-Mh) issues de véhicules hybrides et électriques. À l'heure actuelle, nous possédons une dizaine de batteries opérationnelles pour la formation.
En fin de formation, une attestation de formation, le titre d'habilitation ainsi qu'un support USB intégrant tout le contenu de la formation sont délivrés à chaque stagiaire. Selon l'arrêté du 21 décembre 2022, Cesvi France est le seul centre à dispenser des formations en travaux sous tension destinées aux véhicules dans la région Nouvelle-Aquitaine.
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